JP6587874B2 - Detection system, signal processing apparatus, and detection method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は検知システム、信号処理装置、検知方法及びプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a detection system, a signal processing device, a detection method, and a program.
橋梁等の構造物に劣化が生じている場合、その構造物に荷重がかかった際に、劣化している部分から、亀裂の発生及び当該亀裂の進展等に伴うＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波が発せられる。このＡＥ波は、構造物の表面に設置された圧電センサ等のＡＥセンサにより検出することができ、その発生頻度は、構造物の劣化の進み具合の指標とすることができる。ＡＥ波は非常に微弱な信号なので、ＡＥ波の検出には高感度なＡＥセンサが用いられる。 When a structure such as a bridge has deteriorated, when a load is applied to the structure, an AE (Acoustic Emission) wave is generated from the deteriorated part due to the generation of a crack and the progress of the crack. It is done. This AE wave can be detected by an AE sensor such as a piezoelectric sensor installed on the surface of the structure, and the frequency of occurrence thereof can be used as an indicator of the progress of deterioration of the structure. Since the AE wave is a very weak signal, a highly sensitive AE sensor is used to detect the AE wave.
従来の技術では、ＡＥ波を示すＡＥ信号の発生頻度のモニタリング等の信号処理をすると、電磁ノイズ、飛来物、風、降雨等による環境ノイズが当該信号処理の結果に大きく影響する場合があった。 In conventional technology, when signal processing such as monitoring of the frequency of occurrence of an AE signal indicating an AE wave is performed, environmental noise due to electromagnetic noise, flying objects, wind, rainfall, or the like may greatly affect the result of the signal processing. .
実施形態の検知システムは、検知装置と、ＡＥセンサと、処理部と、を備える。検知装置は、構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する。ＡＥセンサは、前記構造物から発生するＡＥ波を検知する。処理部は、前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第２の時間が経過した時点から、第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する。前記構造物に生じる変化は、前記構造物に進入する移動体の重さに起因する前記構造物の歪みである。前記第２の時間は、前記検知装置から前記ＡＥセンサまでの距離と、前記移動体の平均速度と、に基づいて決定される。 The detection system according to the embodiment includes a detection device, an AE sensor, and a processing unit. The detection device detects a change that occurs in the structure or a change in the environment related to the structure. The AE sensor detects an AE wave generated from the structure. The processing unit has a first time from when a second time has elapsed since a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. The first signal processing for processing the AE signal indicating the AE wave input from the AE sensor until the time lapses. The change that occurs in the structure is distortion of the structure due to the weight of the moving body that enters the structure. The second time is determined based on a distance from the detection device to the AE sensor and an average speed of the moving body.
以下に添付図面を参照して、実施形態の検知システム、信号処理装置、検知方法及びプログラムについて詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a detection system, a signal processing device, a detection method, and a program will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図１は実施形態の検知システム１の構成の例を示す図である。実施形態の検知システム１は、検知装置３ａ、検知装置３ｂ、ＡＥセンサ５ａ、ＡＥセンサ５ｂ、信号処理装置１０及びサーバ装置３０を備える。 Drawing 1 is a figure showing an example of composition of detection system 1 of an embodiment. The detection system 1 of the embodiment includes a detection device 3a, a detection device 3b, an AE sensor 5a, an AE sensor 5b, a signal processing device 10, and a server device 30.
検知装置３ａはケーブル４ａにより信号処理装置１０と接続されている。同様に、検知装置３ｂはケーブル４ｂにより信号処理装置１０と接続されている。以下、検知装置３ａ及び検知装置３ｂを区別しない場合、単に検知装置３という。またケーブル４ａ及び４ｂを区別しない場合、単にケーブル４という。なお検知装置３と信号処理装置１０との接続を、ケーブル４を用いた有線接続に代えて、無線接続にしてもよいが、検知装置３と信号処理装置１０との間の伝送量を考慮すると、有線接続の方が好ましい。 The detection device 3a is connected to the signal processing device 10 by a cable 4a. Similarly, the detection device 3b is connected to the signal processing device 10 by a cable 4b. Hereinafter, when the detection device 3a and the detection device 3b are not distinguished, they are simply referred to as the detection device 3. Further, when the cables 4a and 4b are not distinguished, they are simply referred to as the cable 4. The connection between the detection device 3 and the signal processing device 10 may be a wireless connection instead of a wired connection using the cable 4, but considering the amount of transmission between the detection device 3 and the signal processing device 10. Wired connection is preferred.
ＡＥセンサ５ａは、ケーブル６ａにより信号処理装置１０と接続されている。同様に、ＡＥセンサ５ｂはケーブル６ｂにより信号処理装置１０と接続されている。以下、ＡＥセンサ５ａ及びＡＥセンサ５ｂを区別しない場合、単にＡＥセンサ５という。またケーブル６ａ及び６ｂを区別しない場合、単にケーブル６という。なおＡＥセンサ５と信号処理装置１０との接続を、ケーブル６を用いた有線接続に代えて、無線接続にしてもよいが、検知装置３と信号処理装置１０との間の伝送量を考慮すると、有線接続の方が好ましい。 The AE sensor 5a is connected to the signal processing device 10 by a cable 6a. Similarly, the AE sensor 5b is connected to the signal processing device 10 by a cable 6b. Hereinafter, when the AE sensor 5a and the AE sensor 5b are not distinguished from each other, they are simply referred to as the AE sensor 5. Further, when the cables 6a and 6b are not distinguished, they are simply referred to as the cable 6. The connection between the AE sensor 5 and the signal processing device 10 may be a wireless connection instead of a wired connection using the cable 6, but considering the amount of transmission between the detection device 3 and the signal processing device 10. Wired connection is preferred.
信号処理装置１０及びサーバ装置３０はネットワーク２を介して接続されている。ネットワーク２の通信方式は無線方式であっても有線方式であってもよく、無線方式と有線方式とを組み合わせて実現されていてもよい。また１つのサーバ装置３０に複数の信号処理装置１０を接続してもよい。また１つの信号処理装置１０に接続される検知装置３及びＡＥセンサ５の数は任意でよい。 The signal processing device 10 and the server device 30 are connected via the network 2. The communication method of the network 2 may be a wireless method or a wired method, or may be realized by combining a wireless method and a wired method. A plurality of signal processing devices 10 may be connected to one server device 30. Further, the number of detection devices 3 and AE sensors 5 connected to one signal processing device 10 may be arbitrary.
検知装置３及びＡＥセンサ５は、橋梁等の構造物に設置される。劣化が生じている構造物に荷重がかかった場合、その荷重に応じて構造物が歪むとともに、亀裂の発生、進展、及び、劣化部分の摩擦等により、劣化部分からＡＥ波が発せられる。 The detection device 3 and the AE sensor 5 are installed on a structure such as a bridge. When a load is applied to the deteriorated structure, the structure is distorted according to the load, and an AE wave is generated from the deteriorated part due to the occurrence and progress of cracks, friction of the deteriorated part, and the like.
検知装置３は、構造物に生じる変化、又は、構造物に係る環境の変化を検知する。実施形態の検知装置３は歪みセンサである。歪みセンサは、構造物に発生する歪みの大きさを検知して、当該歪みの大きさを示す検知信号に変換する。検知信号は電圧信号等の電気信号である。検知装置３は検知信号を信号処理装置１０に入力する。 The detection device 3 detects a change that occurs in the structure or a change in the environment related to the structure. The detection device 3 of the embodiment is a strain sensor. The strain sensor detects the magnitude of strain generated in the structure and converts it into a detection signal indicating the magnitude of the strain. The detection signal is an electrical signal such as a voltage signal. The detection device 3 inputs a detection signal to the signal processing device 10.
ＡＥセンサ５は、構造物から発生するＡＥ波を検知して、当該ＡＥ波をＡＥ信号に変換する。ＡＥセンサ５は、例えば１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲に感度を有する圧電素子である。ＡＥ信号は電圧信号等の電気信号である。ＡＥセンサ５はＡＥ信号を増幅し、増幅されたＡＥ信号を信号処理装置１０に送信する。 The AE sensor 5 detects an AE wave generated from the structure and converts the AE wave into an AE signal. The AE sensor 5 is a piezoelectric element having sensitivity in a range of 10 kHz to 1 MHz, for example. The AE signal is an electrical signal such as a voltage signal. The AE sensor 5 amplifies the AE signal and transmits the amplified AE signal to the signal processing device 10.
信号処理装置１０は、検知装置３ａから入力された検知信号に基づいて、ＡＥセンサ５ａから入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。また信号処理装置１０は、検知装置３ｂから入力された検知信号に基づいて、ＡＥセンサ５ｂから入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。信号処理装置１０による信号処理の説明は後述する。信号処理装置１０は、ＡＥ信号を処理することにより得られた処理結果情報をサーバ装置３０に送信する。 The signal processing device 10 executes signal processing of the AE signal input from the AE sensor 5a based on the detection signal input from the detection device 3a. Further, the signal processing device 10 performs signal processing of the AE signal input from the AE sensor 5b based on the detection signal input from the detection device 3b. The signal processing by the signal processing device 10 will be described later. The signal processing device 10 transmits processing result information obtained by processing the AE signal to the server device 30.
サーバ装置３０は、信号処理装置１０から処理結果情報を受信すると、当該処理結果情報の表示等の処理を実行する。 When the server apparatus 30 receives the processing result information from the signal processing apparatus 10, the server apparatus 30 executes processing such as display of the processing result information.
次に信号処理装置の構成の例について説明する。 Next, an example of the configuration of the signal processing device will be described.
図２は実施形態の信号処理装置１０の構成の例を示す図である。実施形態の信号処理装置１０は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１４ａ〜１４ｄ、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５ａ〜１５ｄ、抽出部１６及び通信部１７を備える。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the signal processing apparatus 10 according to the embodiment. The signal processing apparatus 10 according to the embodiment includes BPFs (Band Pass Filters) 14 a to 14 d, ADCs (A / D Converters) 15 a to 15 d, an extraction unit 16, and a communication unit 17.
以下、ＢＰＦ１４ａ〜１４ｄを区別しない場合、単にＢＰＦ１４という。またＡＤＣ１５ａ〜１５ｄを区別しない場合、単にＡＤＣ１５という。 Hereinafter, when the BPFs 14a to 14d are not distinguished, they are simply referred to as BPF14. When the ADCs 15a to 15d are not distinguished, they are simply referred to as ADC15.
ＢＰＦ１４ａは、検知装置３ａから、増幅された検知信号を受け付けると、検知信号から所定の周波数帯域外のノイズ成分を除去する。ＢＰＦ１４ａは、ノイズ成分が除去された検知信号をＡＤＣ１５ａに入力する。ＡＤＣ１５ａは、ＢＰＦ１４ａから、ノイズ成分が除去された検知信号を受け付けると、ノイズ成分が除去された検知信号を量子化して、デジタルの検知信号に変換する。ＡＤＣ１５ａはデジタルの検知信号を抽出部１６に入力する。 When the BPF 14a receives the amplified detection signal from the detection device 3a, the BPF 14a removes a noise component outside a predetermined frequency band from the detection signal. The BPF 14a inputs the detection signal from which the noise component has been removed to the ADC 15a. When the ADC 15a receives the detection signal from which the noise component has been removed from the BPF 14a, the ADC 15a quantizes the detection signal from which the noise component has been removed, and converts it into a digital detection signal. The ADC 15 a inputs a digital detection signal to the extraction unit 16.
ＢＦＰ１４ｃ及びＡＤＣ１５ｃの動作の説明は、上述の第１受信部１１ａ、アンプ１３ａ、ＢＦＰ１４ａ及びＡＤＣ１５ａの説明と同様なので省略する。 The description of the operations of the BFP 14c and the ADC 15c is the same as the description of the first receiving unit 11a, the amplifier 13a, the BFP 14a, and the ADC 15a described above, and will be omitted.
ＢＰＦ１４ｂは、ＡＥセンサ５ａから、増幅されたＡＥ信号を受け付けると、ＡＥ信号から所定の帯域外のノイズ成分を除去する。ＢＰＦ１４ｂは、ノイズ成分が除去されたＡＥ信号をＡＤＣ１５ｂに入力する。ＡＤＣ１５ｂは、ＢＰＦ１４ｂから、ノイズ成分が除去されたＡＥ信号を受け付けると、ノイズ成分が除去されたＡＥ信号を量子化して、デジタルのＡＥ信号に変換する。ＡＤＣ１５ｂはデジタルのＡＥ信号を抽出部１６に入力する。 When the BPF 14b receives the amplified AE signal from the AE sensor 5a, the BPF 14b removes a noise component outside a predetermined band from the AE signal. The BPF 14b inputs the AE signal from which the noise component has been removed to the ADC 15b. When the ADC 15b receives the AE signal from which the noise component has been removed from the BPF 14b, the ADC 15b quantizes the AE signal from which the noise component has been removed, and converts it into a digital AE signal. The ADC 15 b inputs a digital AE signal to the extraction unit 16.
ＢＦＰ１４ｄ及びＡＤＣ１５ｄの動作の説明は、上述の第１受信部１２ａ、アンプ１３ｂ、ＢＦＰ１４ｂ及びＡＤＣ１５ｂの説明と同様なので省略する。 The description of the operations of the BFP 14d and the ADC 15d is the same as the description of the first receiving unit 12a, the amplifier 13b, the BFP 14b, and the ADC 15b described above, and therefore will be omitted.
抽出部１６は、ＡＤＣ１５ａから検知装置３ａの検知信号を受け付け、ＡＤＣ１５ｂからＡＥセンサ５ａのＡＥ信号を受け付ける。抽出部１６は、検知信号から当該検知信号の特徴を示す特徴量情報を抽出し、ＡＥ信号から当該ＡＥ信号の特徴を示す特徴量情報を抽出する。 The extraction unit 16 receives the detection signal of the detection device 3a from the ADC 15a, and receives the AE signal of the AE sensor 5a from the ADC 15b. The extraction unit 16 extracts feature amount information indicating the feature of the detection signal from the detection signal, and extracts feature amount information indicating the feature of the AE signal from the AE signal.
検知信号の特徴量情報は、例えば検知信号の波形の振幅［ｍＶ］、検知信号の波形の持続時間［ｕｓｅｃ］、検知信号のゼロクロスカウント数［ｔｉｍｅｓ］、検知信号の波形のエネルギー［ａｒｂ．］、及び、検知信号の周波数［Ｈｚ］等である。同様に、ＡＥ信号の特徴量情報は、例えば検知信号の波形の振幅［ｍＶ］、検知信号の波形の持続時間［ｕｓｅｃ］、検知信号のゼロクロスカウント数［ｔｉｍｅｓ］、検知信号の波形のエネルギー［ａｒｂ．］、及び、検知信号の周波数［Ｈｚ］等である。 The feature amount information of the detection signal includes, for example, the amplitude [mV] of the waveform of the detection signal, the duration [usec] of the waveform of the detection signal, the zero cross count number [times] of the detection signal, and the energy [arb. ] And the frequency [Hz] of the detection signal. Similarly, the feature amount information of the AE signal includes, for example, the amplitude [mV] of the waveform of the detection signal, the duration [usec] of the waveform of the detection signal, the zero cross count number [times] of the detection signal, and the energy [ arb. ] And the frequency [Hz] of the detection signal.
通信部１７は、抽出部１６から検知信号の特徴量情報と、ＡＥ信号の特徴量情報と、を受け付けると、例えば無線通信により当該特徴量情報をサーバ装置３０に送信する。無線の周波数帯は、例えば２．４ＧＨｚ及び９２０ＭＨｚ帯（日本国内においては９１５ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚ）等のいわゆるＩＳＭバンド（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ ｂａｎｄ）を用いる。なお通信部１７の通信方式は有線通信でもよい。 When the communication unit 17 receives the feature amount information of the detection signal and the feature amount information of the AE signal from the extraction unit 16, the communication unit 17 transmits the feature amount information to the server device 30 by wireless communication, for example. As the radio frequency band, for example, a so-called ISM band (Industry Science Medical band) such as a 2.4 GHz band and a 920 MHz band (915 MHz to 928 MHz in Japan) is used. The communication method of the communication unit 17 may be wired communication.
通信部１７が、検知信号及びＡＥ信号を特徴量情報としてサーバ装置３０に送信し、サーバ装置３０が、当該特徴量情報から検知信号及びＡＥ信号を特定することにより、検知信号及びＡＥ信号そのものを送信するよりも、通信量を抑えることができる。なお信号装置１０は、検知信号及びＡＥ信号そのものをサーバ装置３０に送信してもよい。 The communication unit 17 transmits the detection signal and the AE signal as feature amount information to the server device 30, and the server device 30 specifies the detection signal and the AE signal from the feature amount information. The amount of communication can be reduced compared to transmission. The signal device 10 may transmit the detection signal and the AE signal itself to the server device 30.
次に実施形態のサーバ装置３０の構成の例について説明する。 Next, an example of the configuration of the server device 30 according to the embodiment will be described.
図６は実施形態のサーバ装置３０の構成の例を示す図である。実施形態のサーバ装置３０は、通信部３１、記憶部３２、処理部３３、処理制御部３４、表示制御部３５、表示部３６及び入力部３７を備える。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the server device 30 according to the embodiment. The server device 30 according to the embodiment includes a communication unit 31, a storage unit 32, a processing unit 33, a processing control unit 34, a display control unit 35, a display unit 36, and an input unit 37.
通信部３１は、信号処理装置１０から上述の検知信号の特徴量情報と、ＡＥ信号の特徴量情報と、を受け付けると、当該特徴量情報を記憶部３２に記憶するとともに、処理部３２に通知する。 When the communication unit 31 receives the feature amount information of the detection signal and the feature amount information of the AE signal from the signal processing device 10, the communication unit 31 stores the feature amount information in the storage unit 32 and notifies the processing unit 32. To do.
記憶部３２は情報を記憶する。記憶部３２は、例えば検知信号の特徴量情報、ＡＥ信号の特徴量情報、及び、処理結果情報等を記憶する。処理結果情報は、後述の処理部３３の処理結果を示す情報である。 The storage unit 32 stores information. The storage unit 32 stores, for example, feature amount information of the detection signal, feature amount information of the AE signal, processing result information, and the like. The processing result information is information indicating a processing result of the processing unit 33 described later.
処理部３３は、通信部３１から通知を受け付けると、記憶部３２から検知信号の特徴量情報と、ＡＥ信号の特徴量情報と、を読み出し、第１信号処理、及び、第２信号処理の少なくとも一方の信号処理を実行する。なお処理部３３が実行する信号処理は、後述の処理制御部３４により決定される。 When receiving the notification from the communication unit 31, the processing unit 33 reads the feature amount information of the detection signal and the feature amount information of the AE signal from the storage unit 32, and at least performs the first signal processing and the second signal processing. One signal processing is executed. The signal processing executed by the processing unit 33 is determined by the processing control unit 34 described later.
第１信号処理は、検知信号が入力されてから、第１の時間が経過するまでに、入力されたＡＥ信号を処理する信号処理である。 The first signal processing is signal processing for processing the input AE signal before the first time elapses after the detection signal is input.
第２信号処理は、入力されたＡＥ信号を、常に処理する信号処理である。 The second signal processing is signal processing that always processes the input AE signal.
なお信号処理は任意でよい。信号処理は、例えばＡＥ信号の特徴量情報からＡＥ信号の波形を特定し、当該ＡＥ信号が示す波形のうち、所定の条件を満たす波形をカウントする処理を含む。 Signal processing may be arbitrary. The signal processing includes, for example, processing for identifying a waveform of the AE signal from the feature amount information of the AE signal and counting a waveform satisfying a predetermined condition among the waveforms indicated by the AE signal.
第１信号処理は、第２信号処理よりも環境ノイズの影響を小さくすることができる。ここで第２信号処理により得られる第２信号処理結果に影響する環境ノイズの例について説明する。 The first signal processing can reduce the influence of environmental noise compared to the second signal processing. Here, an example of environmental noise that affects the second signal processing result obtained by the second signal processing will be described.
図４Ａは環境ノイズの影響が小さい場合のＡＥヒット数の例を示す図である。図４Ａのグラフは、処理部３３が、ＡＥセンサ５ａ及び５ｂのＡＥ信号から、所定の条件を満たす波形を、０．５秒毎にカウントすることにより得られた数（ＡＥヒット数）を示す。 FIG. 4A is a diagram illustrating an example of the number of AE hits when the influence of environmental noise is small. The graph of FIG. 4A shows the number (AE hit number) obtained by the processing unit 33 counting the waveform satisfying a predetermined condition from the AE signals of the AE sensors 5a and 5b every 0.5 seconds. .
図４Ｂは、図４ＡのＡＥヒット数を算出した際の検知信号を示す図である。図４Ｂのグラフ２１は、検知装置３ａの検知信号を示す。検知信号３ａの検知信号の電圧の大きさは右側の目盛により示される。また図４Ｂのグラフ２２は、検知装置３ｂの検知信号を示す。検知信号３ｂの検知信号の電圧の大きさは左側の目盛により示される。 FIG. 4B is a diagram showing a detection signal when the number of AE hits in FIG. 4A is calculated. A graph 21 in FIG. 4B shows a detection signal of the detection device 3a. The magnitude of the voltage of the detection signal of the detection signal 3a is indicated by a scale on the right side. Moreover, the graph 22 of FIG. 4B shows the detection signal of the detection apparatus 3b. The magnitude of the voltage of the detection signal 3b is indicated by the scale on the left side.
図４ＡのＡＥヒット数は、橋梁の床版を模擬した供試体下面に設置されたＡＥセンサ５ａ及び５ｂから受信したＡＥ信号から算出されている。また図４Ｂの検知信号は、ＡＥセンサ５ａ及び５ｂの近傍に設置された検知装置３ａ及び３ｂから受信された歪みの大きさを示す信号である。 The number of AE hits in FIG. 4A is calculated from the AE signals received from the AE sensors 5a and 5b installed on the lower surface of the specimen simulating a bridge slab. Moreover, the detection signal of FIG. 4B is a signal which shows the magnitude | size of the distortion received from the detection apparatuses 3a and 3b installed in the vicinity of AE sensors 5a and 5b.
検知装置３ａは、ＡＥセンサ５ａに対して、移動体が進入すると想定される側に設置されている。移動体は、例えば車両である。すなわち検知装置３ａは、供試体に発生した歪みを、ＡＥセンサ５ａよりも先に検知できる位置に設置されている。これにより検知装置３ａは、ＡＥセンサ５ａが設置された領域に移動体が進入する前に、検知信号を信号処理装置１０に送信することができる。 The detection device 3a is installed on the side on which the moving body is assumed to enter the AE sensor 5a. The moving body is, for example, a vehicle. That is, the detection device 3a is installed at a position where the distortion generated in the specimen can be detected before the AE sensor 5a. Thereby, the detection apparatus 3a can transmit a detection signal to the signal processing apparatus 10 before the moving body enters the area where the AE sensor 5a is installed.
同様に、検知装置３ｂは、ＡＥセンサ５ｂに対して、移動体が進入する側に設置されている。すなわち検知装置３ｂは、供試体に発生した歪みを、ＡＥセンサ５ｂよりも先に検知できる位置に設置されている。これにより検知装置３ｂは、ＡＥセンサ５ｂが設置された領域に移動体が進入する前に、検知信号を信号処理装置１０に送信することができる。 Similarly, the detection device 3b is installed on the side where the moving body enters with respect to the AE sensor 5b. That is, the detection device 3b is installed at a position where the distortion generated in the specimen can be detected before the AE sensor 5b. Accordingly, the detection device 3b can transmit a detection signal to the signal processing device 10 before the moving body enters the area where the AE sensor 5b is installed.
環境ノイズの影響が小さい場合、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ＡＥヒット数は検知信号が得られたタイミングで発生する。図４Ａ及び図４Ｂは、移動体の通行による荷重に応じて発生したＡＥ波が検出されていることを示している。 When the influence of environmental noise is small, as shown in FIGS. 4A and 4B, the number of AE hits occurs at the timing when the detection signal is obtained. 4A and 4B show that an AE wave generated according to a load due to the passage of the moving body is detected.
一方、図５Ａは環境ノイズの影響が大きい場合のＡＥヒット数の例を示す図である。図５Ｂは、図５ＡのＡＥヒット数を算出した際の検知信号を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂの説明は、図４Ａ及び図４Ｂの説明と同じなので省略する。またＡＥセンサ５ａ及び５ｂ、並びに、検知装置３ａ及び３ｂの設置位置関係の説明は、図４Ａ及び図４Ｂの説明と同じなので省略する。 On the other hand, FIG. 5A is a diagram showing an example of the number of AE hits when the influence of environmental noise is large. FIG. 5B is a diagram showing a detection signal when the number of AE hits in FIG. 5A is calculated. The description of FIG. 5A and FIG. 5B is the same as the description of FIG. 4A and FIG. The description of the installation position relationship between the AE sensors 5a and 5b and the detection devices 3a and 3b is the same as the description of FIG. 4A and FIG.
図５Ａは、環境ノイズを模擬した外乱を付与した際のＡＥヒット数の例を示す。図５Ａでは、図５Ｂの検知信号が生じるタイミングに関係なく、常時、ＡＥヒット数が観測されている。図５ＡのＡＥヒット数には、亀裂の発生及び当該亀裂の進展等に起因しないＡＥ波のＡＥヒット数が多く含まれている。すなわち環境ノイズも、ＡＥヒット数として常時、カウントされている。環境ノイズは、構造物の劣化診断にあたっては不要なノイズ成分である。 FIG. 5A shows an example of the number of AE hits when a disturbance simulating environmental noise is applied. In FIG. 5A, the number of AE hits is always observed regardless of the timing at which the detection signal in FIG. 5B occurs. The number of AE hits in FIG. 5A includes a large number of AE hits of AE waves that are not caused by the occurrence of cracks and the progress of the cracks. That is, environmental noise is always counted as the number of AE hits. Environmental noise is a noise component that is unnecessary for diagnosis of deterioration of a structure.
上述の処理部３３の第１信号処理は、第２信号処理よりも環境ノイズの影響を抑えることができる。次に第１信号処理について具体的に説明する。 The first signal processing of the processing unit 33 described above can suppress the influence of environmental noise more than the second signal processing. Next, the first signal processing will be specifically described.
図６は実施形態の第１信号処理の第１の時間Δｔの例を示す図である。処理部３３は、検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓを超える場合、信号処理装置１０に当該検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに、信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the first time Δt of the first signal processing according to the embodiment. When the magnitude of distortion indicated by the detection signal exceeds the threshold s, the processing unit 33 inputs the signal processing apparatus 10 until the first time Δt elapses after the detection signal is input to the signal processing apparatus 10. The signal processing of the processed AE signal is executed.
具体的には、処理部３３は、検知装置３ａの検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓ１を超える場合、検知装置３ａから当該検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに、ＡＥセンサ５ａから入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。また処理部３３は、検知装置３ｂの検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓ２を超える場合、検知装置３ｂから当該検知信号を受信してから第１の時間Δｔが経過するまでに、ＡＥセンサ５ｂから入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。 Specifically, the processing unit 33, when the magnitude of the strain indicated by the detection signal of the detecting device 3a exceeds a threshold value s 1, a first time Δt has elapsed since the detection signal is inputted from the detection device 3a Until then, the signal processing of the AE signal input from the AE sensor 5a is executed. The processing unit 33, when the magnitude of the strain indicated by the detection signal of the detecting device 3b exceeds the threshold value s 2, from receiving the detection signal from the detection device 3b to the first time Δt has elapsed, AE Signal processing of the AE signal input from the sensor 5b is executed.
検知信号の閾値ｓの判定の仕方は、検知装置３の設置の仕方により、閾値ｓをプラス側へ超える場合を判定する方法と、閾値ｓをマイナス側へ超える場合を判定する方法と、がある。例えば同じ検知装置３でも、構造物へ荷重がかかる際に、圧縮状態になる位置に配置する場合と、引張状態になる位置に配置する場合で、当該検知装置３の検知信号の挙動は逆になる。 There are two methods for determining the threshold value s of the detection signal: a method of determining when the threshold value s is exceeded on the plus side and a method of determining when the threshold value s is exceeded on the minus side depending on how the detection device 3 is installed. . For example, even when the same detection device 3 is loaded on a structure, the behavior of the detection signal of the detection device 3 is reversed between the case where the structure is placed in a compressed state and the case where the structure is placed in a tensile state. Become.
図６の例は、ＡＥヒット数の算出対象の構造物にかかる荷重に応じて、検知信号の閾値ｓがマイナス側に超えるか否かを判定する場合の例である。すなわち検知信号が示す歪みの大きさが、予め設定された閾値ｓを下回った時点が、ＡＥヒット数のカウントの開始のトリガーとなる。これにより第１信号処理は、第２信号処理よりも環境ノイズの影響を抑えることができる。 The example of FIG. 6 is an example in the case where it is determined whether or not the threshold value s of the detection signal exceeds the minus side in accordance with the load applied to the structure for which the number of AE hits is calculated. That is, when the magnitude of the distortion indicated by the detection signal falls below a preset threshold s, the trigger for starting the count of the number of AE hits is triggered. Thereby, the first signal processing can suppress the influence of environmental noise more than the second signal processing.
図３に戻り、処理部３３は、第１信号処理により得られた第１信号処理結果、及び、第２信号処理により得られた第２信号処理結果の少なくとも一方を含む処理結果情報を、記憶部３２に記憶する。 Returning to FIG. 3, the processing unit 33 stores processing result information including at least one of the first signal processing result obtained by the first signal processing and the second signal processing result obtained by the second signal processing. Store in the unit 32.
処理制御部３４は、上述の第１信号処理、及び、上述の第２信号処理結果の少なくとも一方の信号処理を、信号処理装置１０の処理部１６に実行させる。処理制御部３４は、例えば表示部３５に表示された設定画面等でユーザにより設定された設定情報に応じて、処理部１６に、第１信号処理及び第２信号処理の少なくとも一方を実行させる。 The processing control unit 34 causes the processing unit 16 of the signal processing device 10 to execute at least one of the above-described first signal processing and the above-described second signal processing result. The processing control unit 34 causes the processing unit 16 to execute at least one of the first signal processing and the second signal processing according to the setting information set by the user on the setting screen displayed on the display unit 35, for example.
表示制御部３５は表示情報を表示部３６に表示する。表示制御部３５は、例えば記憶部３２から処理結果情報を読み出し、当該処理結果情報を含む表示情報を表示部３６に表示する。 The display control unit 35 displays the display information on the display unit 36. For example, the display control unit 35 reads the processing result information from the storage unit 32 and displays the display information including the processing result information on the display unit 36.
表示部３６は、表示制御部３５の制御に応じて情報を表示する。入力部３７はユーザの操作に応じた情報の入力を受け付ける。入力部３７は、例えば表示部３６に表示された処理結果情報に基づく設定情報をユーザから受け付ける。処理結果情報に基づく設定情報は、例えば閾値ｓ及び第１の時間Δｔ等のパラメータの変更値、並びに、信号処理方法の切り替えを示す情報等である。 The display unit 36 displays information according to the control of the display control unit 35. The input unit 37 accepts input of information according to a user operation. The input unit 37 receives, for example, setting information based on the processing result information displayed on the display unit 36 from the user. The setting information based on the processing result information is, for example, parameter change values such as the threshold s and the first time Δt, and information indicating switching of the signal processing method.
図７は実施形態の表示情報の例を示す図である。図７の表示情報の横軸は、ＡＥヒット数の検知が開始されてから経過した経過時間（ｈ）である。図７の表示情報の縦軸は、３０分毎に算出されたＡＥヒット数である。図７の表示情報は、上述の第１処理結果情報、及び、上述の第２処理結果情報を含む。第２信号処理結果情報を示すグラフでは、ＡＥヒット数の検知が開始されてから４〜５時間経過した時点のＡＥヒット数が大幅に増加している。一方、第１信号処理結果情報を示すグラフでは、ＡＥヒット数の検知が開始されてから４〜５時間経過した時点のＡＥヒット数の上昇が、第２信号処理結果情報を示すグラフに比べて非常に小さい。これは第１信号処理では、環境ノイズに起因するＡＥヒット数を、第２信号処理よりも減少させることができるためである。すなわち第１信号処理は、第２信号処理よりも環境ノイズの影響を小さくすることができる。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of display information according to the embodiment. The horizontal axis of the display information in FIG. 7 is the elapsed time (h) that has elapsed since the detection of the number of AE hits was started. The vertical axis of the display information in FIG. 7 is the number of AE hits calculated every 30 minutes. The display information in FIG. 7 includes the first processing result information and the second processing result information. In the graph showing the second signal processing result information, the number of AE hits at the time when 4 to 5 hours have elapsed since the start of detection of the number of AE hits is greatly increased. On the other hand, in the graph showing the first signal processing result information, the increase in the number of AE hits after 4 to 5 hours from the start of detection of the AE hit number is larger than that in the graph showing the second signal processing result information. Very small. This is because in the first signal processing, the number of AE hits caused by environmental noise can be reduced as compared with the second signal processing. In other words, the first signal processing can reduce the influence of environmental noise compared to the second signal processing.
次に実施形態の検知方法の例について説明する。 Next, an example of the detection method of the embodiment will be described.
図８は実施形態の第１信号処理の例を示すフローチャートである。はじめに、通信部３１が、検知装置３から検知信号の特徴量情報を受信する（ステップＳ１）。次に、通信部３１が、ＡＥセンサ５からＡＥ信号の特徴量情報を受信する（ステップＳ２）。次に、処理部３３が、検知信号の特徴量情報に基づいて、検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓを超えるか否かを判定する（ステップＳ３）。 FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of first signal processing according to the embodiment. First, the communication unit 31 receives feature amount information of a detection signal from the detection device 3 (step S1). Next, the communication unit 31 receives feature amount information of the AE signal from the AE sensor 5 (step S2). Next, the processing unit 33 determines whether or not the magnitude of distortion indicated by the detection signal exceeds the threshold s based on the feature amount information of the detection signal (step S3).
検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓを超える場合（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、処理部３３は、信号処理装置１０に検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに、信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号の信号処理を、ＡＥ信号の特徴量情報に基づいて実行する（ステップＳ４）。 When the magnitude of the distortion indicated by the detection signal exceeds the threshold s (step S3, Yes), the processing unit 33 outputs a signal before the first time Δt elapses after the detection signal is input to the signal processing device 10. Signal processing of the AE signal input to the processing device 10 is executed based on the feature amount information of the AE signal (step S4).
検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓ以下の場合（ステップＳ３、Ｎｏ）、処理部３３は、ステップＳ２で受信したＡＥ信号の信号処理を実行せずに、第１信号処理を終了する。 When the magnitude of the distortion indicated by the detection signal is equal to or less than the threshold s (No at Step S3), the processing unit 33 ends the first signal processing without executing the signal processing of the AE signal received at Step S2.
以上説明したように、実施形態の検知システム１は、検知装置３が、構造物に発生する歪みを検知する。またＡＥセンサ５が、構造物から発生するＡＥ波を検知する。処理部１６が、検知装置３から信号処理装置１０に検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでにＡＥセンサから信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する。これにより実施形態の検知システム１によれば、信号の処理結果に混入する環境ノイズの影響をより低減することができる。 As described above, in the detection system 1 of the embodiment, the detection device 3 detects the distortion generated in the structure. The AE sensor 5 detects an AE wave generated from the structure. The first signal for processing the AE signal input from the AE sensor to the signal processing device 10 until the first time Δt elapses after the processing unit 16 inputs the detection signal from the detection device 3 to the signal processing device 10. Execute the process. Thereby, according to the detection system 1 of the embodiment, the influence of environmental noise mixed in the signal processing result can be further reduced.
（実施形態の変形例）
次に実施形態の変形例について説明する。実施形態の変形例の説明では、実施形態と同様の説明については省略する。実施形態の変形例の検知システム１の構成の説明は、実施形態の検知システム１の構成の説明（図１参照）と同じなので省略する。また実施形態の変形例の信号処理装置１０の説明は、実施形態の信号処理装置１０の構成の説明（図２参照）と同じなので省略する。
(Modification of the embodiment)
Next, a modification of the embodiment will be described. In the description of the modification of the embodiment, the description similar to that of the embodiment is omitted. Since the description of the configuration of the detection system 1 according to the modification of the embodiment is the same as the description of the configuration of the detection system 1 according to the embodiment (see FIG. 1), the description thereof is omitted. The description of the signal processing apparatus 10 according to the modification of the embodiment is the same as the description of the configuration of the signal processing apparatus 10 according to the embodiment (see FIG. 2), and thus will be omitted.
処理部３３が、ＡＥ信号の処理を開始するタイミングは、検知信号が閾値ｓを超えたタイミングと一致しなくともよい。例えば検知装置３の設置位置とＡＥセンサ５の設置位置とが離れている場合、橋梁等の構造物に移動体が通過した際の荷重により、検知装置３で歪みが生じるタイミングと、ＡＥセンサ５の近傍の歪みによりＡＥ波が生じるタイミングと、に時間差ができる。このような場合は、検知装置３とＡＥセンサとの間の距離を考慮することが望ましい。すなわち処理部３３がＡＥ信号の処理を開始するタイミングを遅らせることが望ましい。 The timing at which the processing unit 33 starts processing the AE signal may not coincide with the timing at which the detection signal exceeds the threshold s. For example, when the installation position of the detection device 3 and the installation position of the AE sensor 5 are separated from each other, the timing at which distortion occurs in the detection device 3 due to the load when the moving body passes through a structure such as a bridge, and the AE sensor 5 There is a time difference from the timing at which the AE wave is generated due to distortion in the vicinity of. In such a case, it is desirable to consider the distance between the detection device 3 and the AE sensor. That is, it is desirable to delay the timing at which the processing unit 33 starts processing the AE signal.
実施形態の変形例の検知システム１では、処理部３３が、上述の第１信号処理を開始するタイミングが、実施形態の検知システム１とは異なる。実施形態の変形例の第１信号処理について説明する。 In the detection system 1 of the modification of the embodiment, the timing at which the processing unit 33 starts the first signal processing described above is different from that of the detection system 1 of the embodiment. The first signal processing of the modified example of the embodiment will be described.
図９は実施形態の変形例の第１の時間Δｔ及び第２の時間Δｔ０の例を示す図である。処理部３３は、検知装置３から信号処理装置１０に検知信号が入力されてから第２の時間Δｔ０が経過した時点から、第１の時間Δｔが経過するまでに、ＡＥセンサ５から信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する。橋梁を通行する移動体の平均速度がｖであり、検知装置３の位置が、ＡＥセンサ５の位置から距離ｄだけ移動体進入側の位置に設置されている場合、第２の時間Δｔ０は、例えばｄ／ｖである。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the first time Δt and the second time Δt 0 according to the modification of the embodiment. The processing unit 33 performs signal processing from the AE sensor 5 until the first time Δt elapses after the second time Δt 0 elapses after the detection signal is input from the detection device 3 to the signal processing device 10. The AE signal input to the apparatus 10 is processed. When the average speed of the moving body passing through the bridge is v and the position of the detection device 3 is installed at a position on the moving body entry side by a distance d from the position of the AE sensor 5, the second time Δt 0 is For example, d / v.
以上説明したように、実施形態の変形例の検知システム１では、処理部３３が、検知装置３から信号処理装置１０に検知信号が入力されてから第２の時間Δｔ０が経過した時点から、第１の時間Δｔが経過するまでに、ＡＥセンサ５から信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する。これにより実施形態の変形例の検知システム１によれば、ＡＥ信号に含まれる環境ノイズ成分をより効果的に減少させることができる。 As described above, in the detection system 1 according to the modification of the embodiment, the processing unit 33 starts from the time when the second time Δt 0 has elapsed since the detection signal is input from the detection device 3 to the signal processing device 10. Until the first time Δt elapses, the AE signal input from the AE sensor 5 to the signal processing device 10 is processed. Thereby, according to the detection system 1 of the modification of embodiment, the environmental noise component contained in AE signal can be reduced more effectively.
最後に実施形態のサーバ装置３０のハードウェア構成の例について説明する。 Finally, an example of a hardware configuration of the server device 30 according to the embodiment will be described.
図１０は実施形態のサーバ装置３０のハードウェア構成の例を示す図である。実施形態のサーバ装置３０は、制御装置５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、表示装置５４、入力装置５５及び通信装置５６を備える。制御装置５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、表示装置５４、入力装置５５及び通信装置５６は、バス５７を介して接続されている。サーバ装置３０は、例えばスマートデバイス及びパーソナルコンピュータ等である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the server device 30 according to the embodiment. The server device 30 according to the embodiment includes a control device 51, a main storage device 52, an auxiliary storage device 53, a display device 54, an input device 55, and a communication device 56. The control device 51, main storage device 52, auxiliary storage device 53, display device 54, input device 55, and communication device 56 are connected via a bus 57. The server device 30 is, for example, a smart device or a personal computer.
制御装置５１は補助記憶装置５３から主記憶装置５２に読み出されたプログラムを実行する。主記憶装置５２はＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリである。補助記憶装置５３はメモリカード及びＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等である。補助記憶装置５３は、上述の記憶部３２に対応する。 The control device 51 executes the program read from the auxiliary storage device 53 to the main storage device 52. The main storage device 52 is a memory such as a ROM and a RAM. The auxiliary storage device 53 is a memory card, an SSD (Solid State Drive), or the like. The auxiliary storage device 53 corresponds to the storage unit 32 described above.
表示装置５４は情報を表示する。表示装置５４は、上述の表示部３６に対応する。表示装置５４は、例えば液晶ディスプレイである。入力装置５５は、情報の入力を受け付ける。入力装置５５は、例えばキーボード等である。なお表示装置５４及び入力装置５５は、表示機能と入力機能とを有する液晶タッチパネル等でもよい。通信装置５６は他の装置と通信する。 The display device 54 displays information. The display device 54 corresponds to the display unit 36 described above. The display device 54 is, for example, a liquid crystal display. The input device 55 receives input of information. The input device 55 is, for example, a keyboard. The display device 54 and the input device 55 may be a liquid crystal touch panel having a display function and an input function. The communication device 56 communicates with other devices.
サーバ装置３０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。 The program executed by the server device 30 is stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, a memory card, a CD-R, or a DVD (Digital Versatile Disk) as an installable or executable file. And provided as a computer program product.
またサーバ装置３０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。またサーバ装置３０が実行するプログラムを、ダウンロードさせずにインターネット等のネットワーク経由で提供するように構成してもよい。 The program executed by the server device 30 may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. The program executed by the server device 30 may be provided via a network such as the Internet without being downloaded.
またサーバ装置３０のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。 The program of the server device 30 may be provided by being incorporated in advance in a ROM or the like.
サーバ装置３０で実行されるプログラムは、上述の実施形態のサーバ装置３０の構成（機能ブロック）のうち、プログラムにより実現可能な機能ブロックを含むモジュール構成となっている。プログラムにより実現可能な機能ブロックは、例えば通信部３１、処理部３３、処理制御部３４、表示制御部３５及び入力部３７等である。 The program executed by the server device 30 has a module configuration including functional blocks that can be realized by the program among the configurations (functional blocks) of the server device 30 of the above-described embodiment. Functional blocks that can be realized by the program are, for example, the communication unit 31, the processing unit 33, the processing control unit 34, the display control unit 35, the input unit 37, and the like.
プログラムにより実現される機能ブロックは、制御装置５１が補助記憶装置５３等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、プログラムにより実現される機能ブロックが主記憶装置５２にロードされる。すなわちプログラムにより実現される機能ブロックは、主記憶装置５２上に生成される。 The functional blocks realized by the program are loaded into the main storage device 52 by the control device 51 reading the program from a storage medium such as the auxiliary storage device 53 and executing the program. That is, the functional blocks realized by the program are generated on the main storage device 52.
なお実施形態のサーバ装置３０の機能ブロックを、プログラムと、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアと、を組み合わせることにより実現してもよい。 In addition, you may implement | achieve the functional block of the server apparatus 30 of embodiment by combining a program and hardwares, such as IC (Integrated Circuit).
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば検知装置３は、構造物に生じる変化、又は、構造物に係る環境の変化を検知する装置であれば任意の装置でよい。例えば構造物が橋梁等の場合、検知装置３は、当該構造物に進入する移動体を撮影するカメラでもよい。この場合、検知装置３は、検知装置３により撮像された画像に移動体が含まれている場合、検知信号を信号処理装置１０に入力する。すなわち処理部３３は、撮像された画像に基づく検知信号が信号処理装置１０に入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行してもよい。 For example, the detection device 3 may be any device as long as it detects a change occurring in a structure or a change in the environment related to the structure. For example, when the structure is a bridge or the like, the detection device 3 may be a camera that photographs a moving body that enters the structure. In this case, the detection device 3 inputs a detection signal to the signal processing device 10 when a moving body is included in the image captured by the detection device 3. That is, the processing unit 33 processes the AE signal input to the signal processing device 10 until the first time Δt elapses after the detection signal based on the captured image is input to the signal processing device 10. Processing may be executed.
また検知装置３に、ＡＥセンサ５を使用してもよい。この場合、検知装置３として使用するＡＥセンサ５は、構造物の歪みを示す周波数帯域の音波を検出するように調整される。 Further, the AE sensor 5 may be used for the detection device 3. In this case, the AE sensor 5 used as the detection device 3 is adjusted so as to detect a sound wave in a frequency band indicating the distortion of the structure.
また例えば、検知システム１の検知対象とする構造物は、橋梁等に限られない。検知対象とする構造物を、例えばビル等の建造物とし、当該構造物にＡＥセンサ５を設置してもよい。この場合、検知装置３を、例えば地震によるＰ波を検知する振動センサとしてもよい。すなわち処理部３３は、地震での構造物の振動があった場合、当該建造物に地震が発生してから第１の時間Δｔが経過するまでに信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行してもよい。 Further, for example, the structure to be detected by the detection system 1 is not limited to a bridge or the like. The structure to be detected may be a building such as a building, and the AE sensor 5 may be installed in the structure. In this case, the detection device 3 may be a vibration sensor that detects a P wave caused by an earthquake, for example. That is, when there is a vibration of the structure due to the earthquake, the processing unit 33 processes the AE signal input to the signal processing device 10 until the first time Δt has elapsed since the earthquake occurred in the building. The first signal processing may be executed.
また構造物が高層ビル等の場合、検知装置３を、例えば風速を検知する風速センサとしてもよい。すなわち処理部３３は、検知信号が示す風速の大きさが閾値ｓを超える場合、信号処理装置１０に当該検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行してもよい。 When the structure is a high-rise building or the like, the detection device 3 may be a wind speed sensor that detects the wind speed, for example. That is, when the magnitude of the wind speed indicated by the detection signal exceeds the threshold value s, the processing unit 33 is input to the signal processing device 10 until the first time Δt elapses after the detection signal is input to the signal processing device 10. The first signal processing for processing the processed AE signal may be executed.
また例えば、検知対象とする構造物を流体の通る配管とし、配管表面にＡＥセンサ５を設置してもよい。配管内を通る流体の圧力による負荷等で配管の劣化が進行するような場合、例えば検知装置５として、流量計等が使用できる。処理部３３は、流れの上流側に配置した流量計で閾値ｓを超える流量の流体の通過を検知したタイミングから第１の時間Δｔが経過するまでに、信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行してもよい。 Further, for example, the structure to be detected may be a pipe through which a fluid passes, and the AE sensor 5 may be installed on the pipe surface. In the case where deterioration of the piping proceeds due to a load or the like due to the pressure of the fluid passing through the piping, for example, a flow meter or the like can be used as the detection device 5. The processing unit 33 receives the AE signal input to the signal processing device 10 until the first time Δt elapses from the timing when the passage of the fluid having a flow rate exceeding the threshold s is detected by the flow meter arranged on the upstream side of the flow. You may perform the 1st signal processing which processes.
また上述の機能ブロック（図２及び図６参照）を実現する装置は任意でよい。例えばサーバ装置３０の処理部３３を、信号処理装置１０で実現してもよい。また例えばＡＥセンサ５と信号処理装置１０とを、同一の筐体で実現してもよい。 In addition, an apparatus for realizing the above-described functional blocks (see FIGS. 2 and 6) may be arbitrary. For example, the processing unit 33 of the server device 30 may be realized by the signal processing device 10. Further, for example, the AE sensor 5 and the signal processing device 10 may be realized in the same casing.
また上述の実施形態の説明では、検知装置３ａ及びＡＥセンサ５ａ、並びに、検知装置３ｂ及びＡＥセンサ５ｂを備える場合を例にしたが、信号処理装置１０に接続される検知装置３ａ及びＡＥセンサ５ａの数は任意でよい。例えば信号処理装置１０に検知装置３を１つ、ＡＥセンサ５を１つ接続してもよい。 In the description of the above-described embodiment, the case where the detection device 3a and the AE sensor 5a and the detection device 3b and the AE sensor 5b are provided is taken as an example, but the detection device 3a and the AE sensor 5a connected to the signal processing device 10 are used. The number of may be arbitrary. For example, one detection device 3 and one AE sensor 5 may be connected to the signal processing device 10.
１ 検知システム
２ ネットワーク
３ 検知装置
４ ケーブル
５ ＡＥセンサ
６ ケーブル
１０ 信号処理装置
１１ 第１受信部
１２ 第２受信部
１３ アンプ
１４ ＢＰＦ
１５ ＡＤＣ
１６ 抽出部
１７ 通信部
３０ サーバ装置
３１ 通信部
３２ 記憶部
３３ 処理部
３４ 処理制御部
３５ 表示制御部
３６ 表示部
３７ 入力部
５１ 制御装置
５２ 主記憶装置
５３ 補助記憶装置
５４ 表示装置
５５ 入力装置
５６ 通信装置
５７ バス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection system 2 Network 3 Detection apparatus 4 Cable 5 AE sensor 6 Cable 10 Signal processing apparatus 11 1st receiving part 12 2nd receiving part 13 Amplifier 14 BPF
15 ADC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Extraction part 17 Communication part 30 Server apparatus 31 Communication part 32 Storage part 33 Processing part 34 Process control part 35 Display control part 36 Display part 37 Input part 51 Control apparatus 52 Main storage apparatus 53 Auxiliary storage apparatus 54 Display apparatus 55 Input apparatus 56 Communication device 57 bus
Claims (18)
前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第２の時間が経過した時点から、第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記構造物に生じる変化は、前記構造物に進入する移動体の重さに起因する前記構造物の歪みであり、
前記第２の時間は、前記検知装置から前記ＡＥセンサまでの距離と、前記移動体の平均速度と、に基づいて決定される、
検知システム。 A detection device that detects changes that occur in the structure, or changes in the environment related to the structure;
An AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure;
From when the second time has elapsed since the detection signal indicating that the structure or the environment related to the structure has changed is input from the detection device, until the first time has elapsed. A first signal processing for processing an AE signal indicating the AE wave input from the AE sensor .
The change that occurs in the structure is distortion of the structure due to the weight of the moving body that enters the structure.
The second time is determined based on a distance from the detection device to the AE sensor and an average speed of the moving body.
Detection system.
前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、 An AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure;
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、 The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. A first signal processing unit that processes an AE signal indicating a wave, and
前記検知装置は、前記構造物に発生する歪みの大きさを検知する歪みセンサであり、 The detection device is a strain sensor that detects the magnitude of strain generated in the structure,
前記検知信号は、前記構造物に発生する歪みの大きさを示し、 The detection signal indicates the magnitude of distortion generated in the structure,
前記処理部は、前記検知信号が示す歪みの大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、 When the magnitude of distortion indicated by the detection signal exceeds a threshold value, the processing unit receives the detection signal input from the AE sensor until a first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Perform signal processing of the AE signal;
検知システム。 Detection system.
前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、 An AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure;
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、 The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. A first signal processing unit that processes an AE signal indicating a wave, and
前記検知装置は、前記構造物の振動の大きさを検知する振動センサであり、 The detection device is a vibration sensor that detects the magnitude of vibration of the structure,
前記検知信号は、前記構造物の振動の大きさを示し、 The detection signal indicates the magnitude of vibration of the structure,
前記処理部は、前記検知信号が示す振動の大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、 When the magnitude of vibration indicated by the detection signal exceeds a threshold, the processing unit receives the detection signal input from the AE sensor until a first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Perform signal processing of the AE signal;
検知システム。 Detection system.
前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、 An AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure;
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、 The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. A first signal processing unit that processes an AE signal indicating a wave, and
前記検知装置は、前記構造物内を通る流体の流量を検知する流量計であり、 The detection device is a flow meter that detects a flow rate of a fluid passing through the structure,
前記検知信号は、前記流体の流量を示し、 The detection signal indicates the flow rate of the fluid;
前記処理部は、前記検知信号が示す流量が閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、 When the flow rate indicated by the detection signal exceeds a threshold value, the processing unit detects the AE signal input from the AE sensor before the first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Perform signal processing,
検知システム。 Detection system.
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検知システム。 The detection device is installed at a position where a change occurring in the structure can be detected before the AE sensor.
The detection system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項１に記載の検知システム。 The detection device is a camera that images a moving body that enters the structure, and when the moving body is included in an image captured by the camera, the detection signal is input to the processing unit.
The detection system according to claim 1 .
請求項２に記載の検知システム。 The strain sensor is an AE sensor that detects sound waves in a frequency band indicating the strain of the structure.
The detection system according to claim 2 .
前記検知信号は、前記構造物に対する風速の大きさを示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す風速の大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
請求項１又は５に記載の検知システム。 The detection device is a wind speed sensor that detects the magnitude of the wind speed with respect to the structure,
The detection signal indicates the magnitude of wind speed with respect to the structure,
When the magnitude of the wind speed indicated by the detection signal exceeds a threshold, the processing unit inputs the detection signal from the AE sensor until a first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Perform signal processing of the AE signal;
The detection system according to claim 1 or 5 .
前記第１信号処理の処理結果を示す第１信号処理結果情報、及び、前記第２信号処理の処理結果を示す第２信号処理結果情報の少なくとも一方を表示部に表示する表示制御部と、
を更に備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検知システム。 A processing control unit that causes the processing unit to execute at least one of the second signal processing that always processes the AE signal and the first signal processing;
A display control unit for displaying at least one of first signal processing result information indicating a processing result of the first signal processing and second signal processing result information indicating a processing result of the second signal processing on a display unit;
The detection system according to any one of claims 1 to 8 , further comprising:
請求項９に記載の検知システム。 The first signal processing and the second signal processing include processing of counting a waveform satisfying a predetermined condition among the waveforms indicated by the AE signal.
The detection system according to claim 9 .
前記信号処理装置は、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第２の時間が経過した時点から、第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記構造物に生じる変化は、前記構造物に進入する移動体の重さに起因する前記構造物の歪みであり、
前記第２の時間は、前記検知装置から前記ＡＥセンサまでの距離と、前記移動体の平均速度と、に基づいて決定される、
を備える信号処理装置。 A signal processing device connected to a detection device that detects a change occurring in a structure or a change in an environment related to the structure, and an AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure. There,
The signal processing device includes:
From when the second time has elapsed since the detection signal indicating that the structure or the environment related to the structure has changed is input from the detection device, until the first time has elapsed. A first signal processing for processing an AE signal indicating the AE wave input from the AE sensor .
The change that occurs in the structure is distortion of the structure due to the weight of the moving body that enters the structure.
The second time is determined based on a distance from the detection device to the AE sensor and an average speed of the moving body.
A signal processing apparatus comprising:
前記信号処理装置は、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物に発生する歪みの大きさを検知する歪みセンサであり、
前記検知信号は、前記構造物に発生する歪みの大きさを示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す歪みの大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
を備える信号処理装置。 A signal processing device connected to a detection device that detects a change occurring in a structure or a change in an environment related to the structure, and an AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure. There,
The signal processing device includes:
The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. A first signal processing unit that processes an AE signal indicating a wave , and
The detection device is a strain sensor that detects the magnitude of strain generated in the structure,
The detection signal indicates the magnitude of distortion generated in the structure,
When the magnitude of distortion indicated by the detection signal exceeds a threshold value, the processing unit receives the detection signal input from the AE sensor until a first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Perform signal processing of the AE signal;
A signal processing apparatus comprising:
前記信号処理装置は、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物の振動の大きさを検知する振動センサであり、
前記検知信号は、前記構造物の振動の大きさを示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す振動の大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
を備える信号処理装置。 A signal processing device connected to a detection device that detects a change occurring in a structure or a change in an environment related to the structure, and an AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure. There,
The signal processing device includes:
The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. A first signal processing unit that processes an AE signal indicating a wave , and
The detection device is a vibration sensor that detects the magnitude of vibration of the structure,
The detection signal indicates the magnitude of vibration of the structure,
When the magnitude of vibration indicated by the detection signal exceeds a threshold value, the processing unit inputs the detection signal from the AE sensor until a first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Perform signal processing of the AE signal;
A signal processing apparatus comprising:
前記信号処理装置は、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物内を通る流体の流量を検知する流量計であり、
前記検知信号は、前記流体の流量を示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す流量が閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
を備える信号処理装置。 A signal processing device connected to a detection device that detects a change occurring in a structure or a change in an environment related to the structure, and an AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure. There,
The signal processing device includes:
The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. A first signal processing unit that processes an AE signal indicating a wave , and
The detection device is a flow meter that detects a flow rate of a fluid passing through the structure,
The detection signal indicates the flow rate of the fluid;
When the flow rate indicated by the detection signal exceeds a threshold value, the processing unit detects the AE signal input from the AE sensor before the first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Perform signal processing,
A signal processing apparatus comprising:
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第２の時間が経過した時点から、第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行するステップ、を含み、
前記構造物に生じる変化は、前記構造物に進入する移動体の重さに起因する前記構造物の歪みであり、
前記第２の時間は、前記検知装置から前記ＡＥセンサまでの距離と、前記移動体の平均速度と、に基づいて決定される、
検知方法。 A signal processing device connected to a detection device that detects a change that occurs in a structure or a change in an environment related to the structure, and an AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure. A detection method,
From when the second time has elapsed since the detection signal indicating that the structure or the environment related to the structure has changed is input from the detection device, until the first time has elapsed. Performing a first signal processing for processing an AE signal indicating the AE wave input from the AE sensor .
The change that occurs in the structure is distortion of the structure due to the weight of the moving body that enters the structure.
The second time is determined based on a distance from the detection device to the AE sensor and an average speed of the moving body.
Detection method.
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行するステップ、を含み、
前記検知装置は、前記構造物に発生する歪みの大きさを検知する歪みセンサであり、
前記検知信号は、前記構造物に発生する歪みの大きさを示し、
前記実行するステップは、前記検知信号が示す歪みの大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知方法。 A signal processing device connected to a detection device that detects a change that occurs in a structure or a change in an environment related to the structure, and an AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure. A detection method,
The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. Performing a first signal processing for processing an AE signal indicative of a wave ,
The detection device is a strain sensor that detects the magnitude of strain generated in the structure,
The detection signal indicates the magnitude of distortion generated in the structure,
In the step of executing, when the magnitude of distortion indicated by the detection signal exceeds a threshold value, the detection signal is input from the AE sensor until a first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Performing signal processing of the AE signal;
Detection method.
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行するステップ、を含み、
前記検知装置は、前記構造物の振動の大きさを検知する振動センサであり、
前記検知信号は、前記構造物の振動の大きさを示し、
前記実行するステップは、前記検知信号が示す振動の大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知方法。 A signal processing device connected to a detection device that detects a change that occurs in a structure or a change in an environment related to the structure, and an AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure. A detection method,
The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. Performing a first signal processing for processing an AE signal indicative of a wave ,
The detection device is a vibration sensor that detects the magnitude of vibration of the structure,
The detection signal indicates the magnitude of vibration of the structure,
In the executing step, when the magnitude of vibration indicated by the detection signal exceeds a threshold value, the detection signal is input from the AE sensor until a first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Performing signal processing of the AE signal;
Detection method.
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行するステップ、を含み、
前記検知装置は、前記構造物内を通る流体の流量を検知する流量計であり、
前記検知信号は、前記流体の流量を示し、
前記実行するステップは、前記検知信号が示す流量が閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知方法。 A signal processing device connected to a detection device that detects a change that occurs in a structure or a change in an environment related to the structure, and an AE sensor that detects an AE (Acoustic Emission) wave generated from the structure. A detection method,
The AE input from the AE sensor until a first time elapses after a detection signal indicating that a change has occurred in the structure or the environment related to the structure is input from the detection device. Performing a first signal processing for processing an AE signal indicative of a wave ,
The detection device is a flow meter that detects a flow rate of a fluid passing through the structure,
The detection signal indicates the flow rate of the fluid;
In the step of executing, when the flow rate indicated by the detection signal exceeds a threshold value, the AE signal input from the AE sensor before the first time elapses after the detection signal is input from the detection device. Perform signal processing of
Detection method.
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